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    [导读]2018年,国内半导体材料在各方共同努力下,部分领域取得了可喜成绩,但中高端领域用关键材料本土化上进展缓慢,取得的突破较少,总体情况不容乐观。

    半导体材料作为新材料的重要组成部分,是世界各国为发展电子信息产业而关注的重中之重,它支撑着电子信息产业本土化的发展,对于产业结构升级、国民经济及国防建设具有重要意义。2018年,国内半导体材料在各方共同努力下,部分领域取得了可喜成绩,但中高端领域用关键材料本土化上进展缓慢,取得的突破较少,总体情况不容乐观。

    我国半导体材料细分领域进展不一

    据WSTS报道,2018年,在存储器市场的引领下,全球半导体市场继续保持快速增长势头,全年市场规模预计达4779.4亿美元,同比增长15.9%。不过,随着存储器供不应求的问题得到缓解,2019年全球半导体市场增速将大幅降低,预计全年仅增长2.6%。国内方面,2018年上半年国内半导体产业景气度良好,自下半年以来,在全球消费市场需求下行等多方因素的交织下,国内半导体产业疲态渐显。初步统计,2018年我国半导体产业销售额9202亿元,同比2017年增长16.7%,2019年影响全球经济的不确定因素仍在增加,预计我国全年半导体产业销售额年增长率将下滑至14.8%。

    半导体材料主要包括晶圆制造材料与封装测试材料两大类。其中,晶圆制造材料包括硅片、光刻胶、光掩膜版、电子特气、湿化学品、溅射靶材、CMP抛光材料等,2018年国内晶圆制造材料总体市场规模约28.2亿美元;封装材料包括引线框架、基板、陶瓷封装材料、键合丝、封装树脂、芯片贴装材料等,2018年国内封装材料市场规模约为56.8亿美元。2018年,晶圆制造材料与封装测试材料总计市场规模约为85亿美元。

    2018年我国半导体材料各细分领域发展状况各不相同。

    硅片方面,国内建设热潮不断涌现,截至2018年年底,按各个公司已量产产线披露的产能,8英寸硅片产能已达139万片/月,兴建中的产能达270万片/月;12英寸硅片产能28.5万片/月,兴建中的产能达315万片/月。如果都能如期开出,单纯从产能数据来看,远远超过下游用户需求。不过目前国内12英寸硅片仍几乎百分之百依赖进口,8英寸硅片本土化率也仅为20%。值得一提的是,2018年一季度末,上海新昇12英寸大硅片正片通过了华力微电子的验证并实现销售,但公告显示,销售给华力微电子的数量不多,正在增量过程中。此外,上海新昇大硅片正片已在中芯国际、武汉新芯进行认证,何时验证完成尚未有确切的时间节点。

    光掩膜版方面,全球半导体领域80%以上市场份额被Photronics、大日本印刷株式会社DNP和日本凸版印刷株式会社Toppan三家占据。国内从事光掩膜版研究生产的内资企业主要有路维光电、清溢光电等,产品主要应用于平板显示、触控行业和电路板行业,用于集成电路制造的高端光掩膜版则由国外公司垄断。2018年内资企业在集成电路用高端光掩膜版方面,并无实质性进展,相反,Toppan Photomasks公司在2018年年初宣布,将对其位于上海的全资子公司上海凸版光掩膜有限公司(TPCS)追加投资,制造应用于半导体的光掩膜产品,预计于2019年上半年开始生产28纳米和14纳米的光掩膜版。

    湿化学品方面,2018年我国6英寸及以上晶圆生产线消耗量超过25万吨,细分领域要求产品达到SEMI标准C8以上和C12水平,而国内技术水平相对较低,因此大部分产品来自于进口。但2018年,在消耗量最大的电子级硫酸方面,国内取得了可喜的突破,4月下旬,晶瑞化学依托下属子公司年产30万吨的优质工业硫酸原材料优势,并结合从日本三菱化学株式会社引进的电子级硫酸先进制造技术,投资建设年产9万吨/年的电子级硫酸项目。该项目建设地址位于江苏省南通市,预计2019年7月正式投产。2018年第三季度,湖北兴福的电子级硫酸技术攻关取得重大突破,产品品质超越SEMI C12级别,与国际电子化学品最大供应商巴斯夫的产品品质处于同一级别,并向部分国内12英寸晶圆厂稳定供货。

    电子特气方面,2018年国内半导体用电子特气市场规模约4.89亿美元。经过30多年的发展,我国半导体用电子特气已经取得了不错的成绩,中船重工718所、绿菱电子、广东华特等均在12英寸晶圆用产品上取得了突破,并且实现了稳定的批量供应。2018年5月,中船重工718所举行二期项目开工仪式,2020年全部达产后,将年产高纯电子气体2万吨,三氟化氮、六氟化钨、六氟丁二烯和三氟甲基磺酸4个产品产能将居世界第一。

    高纯硅烷方面,中宁硅业利用自产的高纯硅烷为原料,研究开发具有自主知识产权的低温脱轻脱重、多级吸附以及晶硅成膜检测技术制备半导体级硅烷气体,在设备优化、精馏提纯以及成膜检测等关键技术上实现了突破,具备半导体级硅烷气体的产业化生产能力。

    高纯四氟化硅方面,绿菱电子的产品在2018年实现了给国内主要芯片生产企业的大规模供货。

    光刻胶方面,一直以来都被美日企业高度垄断,8英寸及以上半导体晶圆用产品本土化率不足1%,还有许多需要攻克的关键技术,目前国内真正从事集成电路用光刻胶研究生产的企业不足5家。2018年几家主要企业在各自细分领域都取得了突破。5月,北京科华承担的“极紫外光刻胶材料与实验室检测技术研究”项目顺利通过国家验收;8月,晶瑞股份表示,公司的i线光刻胶已通过中芯国际上线测试;12月,南大光电开发出了的首款ArF(干式)光刻胶产品,性能稳定,各项性能指标均达到国外同类产品的同等水平。

    靶材方面,近年来,国家制定了一系列产业政策推进靶材技术的发展,效果显著。目前国内12英寸晶圆用溅射靶材本土化率约为18%。2018年8月,由贵研铂业承担的云南省国际合作计划专项——“半导体器件用镍铂靶材的制备关键技术及产业化”取得重大突破,建立了生产线并取得良好经济效益。在7nm先进技术节点用溅射靶材方面,江丰电子已经掌握了核心技术。

    CMP抛光材料方面,主要有抛光液与抛光垫。安集微电子是国内唯一一家能提供12英寸IC抛光液的本土供应商,它在铜制程上有一定优势,2018年完成了多个具有世界先进水平的集成电路材料的研发及产业化应用,但在更高端的STI制程上,尚没有掌握核心原材料研磨粒的制备技术。作为抛光垫主要供应商的湖北鼎龙,尚在进行12英寸晶圆用产品的攻关。

    封装材料方面,高端键合丝、封装基板、引线框架等仍高度依赖进口,2018年国内企业主要在低端领域有所突破,近年来,封装形式的转变也给国内企业提出了新的要求。

    机遇与挑战并存 任重而道远

    现今,中国已成为全球最大的半导体消费市场。物联网、5G通信、人工智能等下一轮终端需求,为中国大陆半导体产业发展创造了新的机遇。

    半导体产业要想持续健康稳定的发展,产业链协同进步是关键。作为重要支撑的材料业则是重中之重。

    当前,我国半导体材料的整体本土化仍然处于比较低的水平,特别是在中高端领域,亟待突破的产品、技术非常之多。而材料的研发本来就是个比较漫长的过程,从验证到真正导入又需要消耗大量的时间,在高端材料研发人才方面国内的缺口较大,在核心技术上国外的封锁严格,这就给国内半导体材料业的发展带来了诸多挑战。我国半导体材料的本土化程度要想得到明显改善,任重而道远。

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